“佩列斯维特”号上太平洋舰队副司令乌弗特姆斯基少将认为那是夜间演习，叫手下不要慌张，甚至当720米外的“列特维赞”号被鱼雷命中发生倾斜时依然没有醒悟。
　　旗舰“彼得罗巴甫洛夫斯克”号上的斯塔尔克被鱼雷爆炸声和炮击声惊醒，以为发生了什么事故，压根没想到会是日舰来袭。
　　2月9日零点，斯塔尔克命令发出“停止演习”的信号灯，但其它舰上的探照灯都在乱晃，没有起到效果。零点二十五分，斯塔尔克收到“列特维赞”号负伤的报告，终于开始怀疑是日本人的袭击了。
　　零点三十分，第3分队掉队的“涟”号出现，向“列特维赞”号发射了两枚鱼雷，随后向东南方退走。

　　零点五十分，第2分队的“胧”号以不到12节的速度来到战场，向“皇太子”号发射了两枚鱼雷后尾随“涟”号而去。
　　至此，驱逐舰队完成了攻击任务，也许是因为夜袭加上首战比较紧张的缘故，20发鱼雷命中了3发，不过相比俄方800发炮弹无一命中来说，可以说夜袭取得了成功。
　　日本舰队的攻击结束后，斯塔尔克又接到了“皇太子”号和“帕拉达”号被鱼雷击中的报告，终于确信是受到了袭击而非演习。
　　旗舰与远东总督府之间通过黄金山信号所联系，白天以信号旗、晚上用信号灯将信号发送到黄金山信号所，再由信号所打电话给总督府。斯塔尔克命令向黄金山信号所发出灯光信号：“列特维赞、皇太子重伤，帕拉达轻伤”。
　　乌弗特姆斯基亲随救援船来到“列特维赞”号上，这才相信是遭遇了袭击。为了避免沉没，三艘伤舰移往内港，列特维赞、皇太子坐滩，帕拉达在靠陆地处投锚。
　　旅顺口的市民都听到了港外的炮声、爆炸声和各舰的汽笛声、喇叭声，有人还跑出来看热闹，据《新边疆报》记者诺伊耐记载，市民们根本没想到发生了异常事件。
　　凌晨一点二十分，黄金山方向突然升起了三颗红色信号弹，同时三声号炮响彻了夜空，这是召集旅顺要塞守备队的非常集合信号。总督阿列克谢耶夫在接到黄金山信号所的报告后，通知要塞司令斯特塞尔发出警报。
　　陆军官兵中还没有人知道遭遇日本的夜袭的消息，听到集合信号后纷纷从饭馆、酒吧等声色场所中出来，乱哄哄地寻找返回守备位置的路，到凌晨三点，才各就各位。许多官兵发出了不满的声音，认为演习搞得过火了，天亮时分，不少士兵离开炮台返回了兵营。
　　早上六点三十分，太平洋舰队关掉了探照灯。斯塔尔克下令准备战斗，并派出三艘巡洋舰和驱逐舰出去巡逻，但什么也没发现。
　　“三艘军舰被日本人破坏”的消息已经在旅顺口传开，市民们都跑来码头看热闹，不过除了看到已经坐滩的“列特维赞”号外并没有什么特别。市民们又跑到《新边疆报》报社去，也没听到什么消息。紧接着总督府布告贴了出来，却是陈词套话，一句也没提及昨晚发生的事。市民们倒也安心了。
　　上午八点，所有巡逻舰返回，均未发现日本舰队。斯塔尔克命“阿斯科尔德”号开到旅顺口外两海里处，然后向阿列克谢耶夫报告：“日本人已完全退走！”
　　而此时，由巡洋舰和战列舰组成的日本联合舰队主力正在逼近旅顺口！
　　清晨五点四分，旗舰“三笠”号上东乡命令第3战队巡洋舰“千岁”、“高砂”、“笠置”、“吉野”前出侦察。
　　上午七点二十六分，第3战队遥遥望见了老铁山，此刻，俄军巡逻舰正在返港。第3战队除了侦察港外敌情外，还担负着诱敌的任务。七点三十五分，出羽重远下令保持18节的战斗航速，同时在“千岁”号挂出信号旗：“皇国兴亡在此一举，各舰奋勇前进！”
　　七点四十五分，“千岁”号在水平线上发现一道黑烟，那是“阿斯科尔德”号。也就在斯塔尔克汇报说“日本人已退走”不久，“阿斯科尔德”号发现了第3战队的纵列，随即挂出了“南方发现敌人，正向老铁山灯塔东方行进”的信号旗并掉头驶向旅顺口。
　　八点五分，停泊中的“巴扬”号向旗舰汇报“发现敌舰”。
　　八点十分，第3战队从太平洋舰队的东南方向其东北方切入，距离约7500米，处于俄舰的射程之内。
　　八点十五分，“诺维克”号向旗舰发出手旗信号：“是否要采取攻击行动？”斯塔尔克下令“各巡洋舰、第一驱逐舰队出击”，各舰刚刚行动起来，“彼得罗巴甫洛夫斯克”号却挂出了“返航”的信号旗，原来斯塔尔克和艾伯尔卡特商量后，认为敌舰只有四艘巡洋舰，太平洋舰队应全力出动消灭之，准备重新布阵。

　　第3战队的纵列继续切入俄舰队的“鼻尖”，可感觉却很奇妙，几艘巡洋舰和驱逐舰似乎已经做出攻击的样子，却又掉头、停航了，怎么回事？远处港口附近倾斜着两艘大舰，停泊中的各舰只有两三艘冒着烟，炮台也没有开炮，难道是没有做好准备？或者还没有睡醒？
　　八点十八分，出羽结束侦察，命令向右缓缓掉头，准备与舰队主力汇合。本来准备诱敌的，结果并没有引来俄舰。
　　俄军并非缺乏战意，只是斯塔尔克想集中全部舰只迎击日舰。八点二十五分，下令“全速出港！”此时还能很清楚的看见第3战队。就在这个时候，黄金山信号所传来手旗信号，是总督阿列克谢耶夫的命令：“请舰队司令九点前来说明状况。”斯塔尔克无奈回信：“由四艘巡洋舰组成的敌舰队从渤海湾方向而来。”十分钟后，信号传来：“舰队司令相机而行，注意附近是否有优势日本舰队存在。”和阿列克谢耶夫交换信息完毕已经是九点，第3战队已经消失在海平面上。九点十分，斯塔尔克下令回港。

　　联合舰队主力（第1、第2战队）正以12节的速度驶向旅顺口。八点四十分，遇上了悬挂太阳旗和领事旗的商船，正是芝罘领事水野幸吉率领的从旅顺口和大连撤侨的英国商船“福利”号。“福利”号上的日侨原本一直在担心俄舰追来，看到本国威武的舰队后欢欣雀跃，拥在甲板上挥舞着手绢高呼万岁，显露出莫名的兴奋与激动。

　　八点五十分，旗舰“三笠”号接到第3战队的电报：“速来……敌舰大部出港，距我7000米左右，敌未开炮，有数艘驱逐舰护卫……”但联合舰队的通讯受到俄国电波的严重干扰，妨碍了“三笠”号的回信。
　　九点十三分，联合舰队到达遏岩西约6海里处，望见了正在待机的第3战队。
　　九点三十分，汇合完毕，出羽又向东乡发出信号：“敌主力在港外，另有两艘倾斜，距离约7500米，敌未开炮，有5艘扬烟，未布阵，现在攻击可取战果。”白天攻击，除了敌舰炮还要防备炮台的反击，第3战队虽曾诱敌，但敌似乎并未列阵追击。“肉搏一下应该有效，哪怕是能让要塞的炮火暴露出来也是值得的。”东乡决定采取突击行动。
　　就在这时，右前方发现一艘商船，第3战队的“高砂”号上前拦截，发现时装着石灰、台球桌、马桶等的俄国商船“满州里”号，这艘东亚汽轮公司的商船正前往旅顺口，检查发现，货品中藏有大量的军需物资，包括子丨弹丨27000发、手雷12000枚、火药1000磅、鱼雷用电池20个、军用牛肉罐头80万份等。东乡立即命令通信舰“龙田”号俘虏此船。随后下令：9点40分就位、各队间隔600米、战斗速度15海里；9点55分吃饭；10点5分，确定航向西北偏西1/2；10点17分出击！